开关电源 _百度百科
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开关电源是利用现代控制开关管开通和关断的时间比率维持稳定输出电压的一种电源开关电源一般由PWM控制IC和MOSFET构成随着电力电子技术的发展和创新使得开关电源技术也在不断地创新目前开关电源以小型轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式
随着电力电子技术的高速发展与人们的工作生活的关系日益密切而电子设备都离不开可靠的电源进入80年代全面实现了开关电源化率先完成的电源换代进入90年代开关电源相继进入各种电子电器设备领域通讯电子检测设备电源控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源更促进了开关电源技术的迅速发展
开关电源和线性电源相比二者的成本都随着输出功率的增加而增长但二者增长速率各异线性电源成本在某一输出功率点上反而高于开关电源随着电力电子技术的发展和创新使得开关电源技术在不断地创新这一成本反转点日益向低输出电力端移动这为开关电源提供了广泛的发展空间
开关电源高频化是其发展的方向高频化使开关电源小型化并使开关电源进入更广泛的应用领域特别是在高新技术领域的应用推动了高新技术产品的小型化轻便化另外开关电源的发展与应用在安防监控节约能源节约资源及保护环境方面都具有重要的意义产品广泛应用于工业自动化控制军工设备科研设备LED照明工控设备通讯设备电力设备医疗设备半导体制冷制热空气净化器电子冰箱液晶显示器通讯设备视听产品安防LED灯袋数码产品和仪器类等领域现代有两种一种是直流另一种是交流开关电源这里主要介绍的只是直流开关电源其功能是将电能质量较差的原生态电源粗电如市电电源或蓄电源转换成满足设备要求的质量较高的直流电压精电直流开关电源的核心是因此直流开关电源的分类是依赖转换器分类的也就是说直流开关电源的分类与DC/DC转换器的分类是基本相同的DC/DC转换器的分类基本上就是直 流开关电源的分类
直流DC/DC转换器按输入与输出之间是否有可以分为两类一类是有隔离的称为隔离式DC/DC转换器另一类是没有隔离的称为非隔离 式DC/DC转换器
隔离式DC/DC转换器也可以按有源功率器件的个数来分类单管的DC/DC转换器有正激式Forward和反激式Flyback两种双管DC/DC转换器 有双管正激式DoubleTransistor Forward Converter双管反激式Double Transistr Flyback Converter推挽式Push-Pull Converter 和半桥式Half-Bridge Converter四种四管DC/DC转换器就是全桥DC/DC转换器Full-Bridge Converter
非隔离式DC/DC转换器按有源功率器件的个数可以分为单管双管和四管三类单管DC/DC转换器共有六种即降压式BuckDC/DC转换器 升压式BoostDC/DC转换器升压降压式Buck BoostDC/DC转换器Cuk DC/DC转换器Zeta DC/DC转换器和SEPIC DC/DC转换器在这六种 单管DC/DC转换器中Buck和Boost式DC/DC转换器是基本的Buck-BoostCukZetaSEPIC式DC/DC转换器是从中派生出来的双管DC/DC转换 器有双管串接的升压式Buck-BoostDC/DC转换器四管DC/DC转换器常用的是全桥DC/DC转换器Full-Bridge Converter
隔离式DC/DC转换器在实现输出与输入电气隔离时通常采用来实现由于变压器具有变压的功能所以有利于扩大转换器的输出应用 范围也便于实现不同电压的多路输出或相同电压的多种输出
在功率开关管的电压和电流定额相同时转换器的输出功率通常与所用开关管的数量成正比所以开关管数越多DC/DC转换器的输出功率越大四管式比两管式输出功率大一倍单管式输出功率只有四管式的1/4
非隔离式转换器与隔离式转换器的组合可以得到单个转换器所不具备的一些特性
按能量的传输来分DC/DC转换器有单向传输和双向传输两种具有双向传输功能的DC/DC转换器既可以从电源侧向负载侧传输功率也可 以从负载侧向电源侧传输功率
DC/DC转换器也可以分为自激式和他控式借助转换器本身的正反馈信号实现开关管自持周期性开关的转换器叫做自激式转换器如洛耶尔 Royer转换器就是一种典型的推挽自激式转换器他控式DC/DC转换器中的开关器件控制信号是由外部专门的控制产生的
按照开关管的开关条件DC/DC转换器又可以分为硬开关Hard Switching和软开关Soft Switching两种硬开关DC/DC转换器的开关器件 是在承受电压或流过电流的情况下开通或关断电路的因此在开通或关断过程中将会产生较大的交叠损耗即所谓的开关损耗Switching loss当转换器的工作状态一损耗也是一定的而且开关频率越高开关损耗越大同时在开关过程中还会激起电路分布和寄生 电容的振荡带来附加损耗因此硬开关DC/DC转换器的开关频率不能太高软开关DC/DC转换器的开关管在开通或关断过程中或是加于 其上的电压为零即零电压开关Zero-Voltage-SwitchingZVS或是通过开关管的电流为零即零电流开关Zero-Current·SwitchingZCS这种软开关方式可以显着地减小开关损耗以及开关过程中激起的振荡使开关频率可以大幅度提高为转换器的小型化和模块化创造 了条件功率是应用较多的开关器件它有较高的开关速度但同时也有较大的寄生电容它关断时在外电压的作用下 其寄生电容充满电如果在其开通前不将这一部分电荷放掉则将消耗于器件内部这就是容性开通损耗为了减小或消除这种损耗功率场 效应管宜采用零电压开通方式ZVS绝缘栅双极性Insu1ated Gate Bipo1ar tansistor是一种复合开关器件关断时的电流拖 尾会导致较大的关断损耗如果在关断前使流过它的电流降到零则可以显着地降低开关损耗因此IGBT宜采用零电流ZCS关断方式IGBT在 零电压条件断同样也能减小关断损耗但是MOSFET在零电流条件下开通时并不能减小容性开通损耗谐振转换器ResonantConverter RC准谐振转换器Qunsi-Tesonant ConverterQRC多谐振转换器Mu1ti-ResonantConverterMRC零电压开关PWM转换器ZVS PWM Converter零电流开关PWM转换器ZCS PWM Converter零电压转换Zero-Vo1tage-TransitionZVTPWM转换器和零电流转换Zero- Vo1tage-TransitionZVTPWM转换器等均属于软开关直流转换器电力开关器件和零开关转换器技术的发展促使了的发展开关电源大致由主电路控制电路检测电路辅助电源四大部份组成
冲击电流限幅限制接通电源瞬间输入侧的冲击电流
输入滤波器其作用是过滤电网存在的杂波及阻碍本机产生的杂波反馈回电网
整流与滤波将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电
逆变将整流后的直流电变为高频交流电这是高频开关电源的核心部分
输出整流与滤波根据负载需要提供稳定可靠的直流电源
一方面从输出端取样与设定值进行比较然后去控制逆变器改变其脉宽或脉频使输出稳定另一方面根据测试电路提供的数据经保护电路鉴别提供控制电路对电源进行各种保护措施
提供保护电路中正在运行中各种参数和各种仪表数据
实现电源的软件远程启动为保护电路和控制电路PWM等芯片工作供电人们在开关电源技术领域是边开发相关电力电子器件边开发开关变频技术两者相互促进推动着开关电源每年以超过两位数字的增长率向着轻小薄低噪声高可靠抗干扰的方向发展开关电源可分为AC/DC和DC/DC两大类
微型低功率开关电源
开关电源正在走向大众化微型化开关电源将逐步取代变压器在生活中的所有应用低功率微型开关电源的应用要首先体现在数显表智能电表手机充电器等方面现阶段国家在大力推广智能电网建设对电能表的要求大幅提高开关电源将逐步取代变压器在电能表上面的应用
反转式串联开关电源
反转式串联开关电源与一般串联式开关电源的区别是这种反转式串联开关电源输出的电压是负电压正好与一般串联式开关电源输出的正电压极性相反并且由于储能电感L只在开关K关断时才向负载输出电流因此在相同条件下反转式串联开关电源输出的电流比串联式开关电源输出的电流小一倍开关电源高频化是其发展的方向高频化使开关电源小型化并使开关电源进入更广泛的应用领域特别是在的应用推动了开关电源的发展前进每年以超过两位数字的增长率向着轻小薄低噪声高可靠抗干扰的方向发展开关电源可分为AC/DC和DC/DC两大类DC/DC变换器现已实现模块化且设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化并已得到用户的认可但AC/DC的模块化因其自身的特性使得在模块化的进程中遇到较为复杂的技术和工艺制造问题另外开关电源的发展与应用在节约能源节约资源及保护环境方面都具有重要的意义
开关电源中应用的电力电子器件主要为和
在开关电源输入整流电路及软启动电路中有少量应用驱动困难开关频率低逐渐被IGBT和MOSFET取代
开关电源的发展方向是高频高可靠低耗低噪声抗干扰和模块化由于开关电源轻小薄的关键技术是高频化因此国外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件特别是改善二次整流器件的损耗并在功率铁氧体材料上加大科技创新以提高在高频率和较大磁通密度Bs)下获得高的磁性能而电容器的小型化也是一项关键技术SMT技术的应用使得开关电源取得了长足的进展在电路板两面布置元器件以确保开关电源的轻小薄开关电源的高频化就必然对传统的PWM开关技术进行创新实现ZVSZCS的软开关技术已成为开关电源的主流技术并大幅提高了开关电源的工作效率对于高可靠性指标美国的开关电源生产商通过降低运行电流降低结温等措施以减少器件的应力使得产品的可靠性大大提高
模块化是开关电源发展的总体趋势可以采用模块化电源组成分布式电源系统可以设计成N+1系统并实现并联方式的容量扩展针对开关电源运行大这一缺点若单独追求高频化其噪声也必将随着增大而采用部分谐振转换电路技术在理论上即可实现高频化又可降低噪声但部分谐振转换技术的实际应用仍存在着技术问题故仍需在这一领域开展大量的工作以使得该项技术得以实用化
的不断创新使开关电源产业有着广阔的发展前景要加快我国开关电源产业的发展速度就必须走技术创新之路走出有中国特色的产学研联合发展之路为我国的高速发展做出贡献开关电源的工作过程相当容易理解在线性电源中让功率晶体管工作在线性模式与线性电源不同的是PWM开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断的状态在这两种状态中加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的在导通时电压低大关断时电压高电流小/功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗
与线性电源相比PWM开关电源更为有效的工作过程是通过斩波即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的来实现的脉冲的占空比由开关电源的控制器来调节一旦输入电压被斩成交流方波其幅值就可以通过变压器来升高或降低通过增加变压器的二次绕组数就可以增加输出的电压值最后这些交流波形经过整流滤波后就得到直流输出电压
控制器的主要目的是保持输出电压稳定其工作过程与线性形式的控制器很类似也就是说控制器的功能块电压参考和误差放大器可以设计成与线性调节器相同他们的不同之处在于误差放大器的输出误差电压在驱动功率管之前要经过一个电压/脉冲宽度转换单元
开关电源有两种主要的工作方式正激式变换和升压式变换尽管它们各部分的布置差别很小但是工作过程相差很大在特定的应用场合下各有优点1开关电力电子器件工作在开关状态而不是线性状态
2高频电力电子器件工作在高频而不是接近工频的低频
3直流开关电源输出的是直流而不是交流1体积小重量轻由于没有工频变压器所以体积和重量只有线性电源的20～30%
2功耗小效率高功率晶体管工作在开关状态所以晶体管上的功耗小转 化效率高一般为60～70%而线性电电源只有30～40%顾名思义开关电源就是利用电子开关器件如晶体管场效应管可控硅闸流管等通过控制电路使电子开关器件不停地接通和关断让电子开关器件对输入电压进行脉冲调制从而实现DC/ACDC/DC电压变换以及输出电压可调和自动稳压[1]
开关电源一般有三种工作模式频率脉冲宽度固定模式频率固定脉冲宽度可变模式频率脉冲宽度可变模式前一种工作模式多用于DC/AC逆变电源或DC/DC电压变换后两种工作模式多用于开关稳压电源另外开关电源输出电压也有三种工作方式直接输出电压方式平均值输出电压方式幅值输出电压方式同样前一种工作方式多用于DC/AC逆变电源或DC/DC电压变换后两种工作方式多用于开关稳压电源
根据开关器件在电路中连接的方式目前比较广泛使用的开关电源大体上可分为串联式开关电源并联式开关电源变压器式开关电源等三大类其中变压器式开关电源后面简称变压器开关电源还可以进一步分成推挽式半桥式全桥式等多种根据变压器的激励和输出电压的相位又可以分成正激式反激式单激式和双激式等多种如果从用途上来分还可以分成更多种类因开关电源工作效率高一般可达到80%以上故在其输出电流的选择上应准确测量或计算用电设备的最大吸收电流以使被选用的开关电源具有高的性能价格比通常输出计算公式为
式中Is开关电源的额定输出电流
If用电设备的最大吸收电流
K裕量系数一般取1.5～1.8开关电源比线性电源会产生更多的干扰对敏感的用电设备应采取接地和屏蔽措施按ICE1000EN61000FCC等EMC限制开关电源均采取EMC电磁兼容措施因此开关电源一般应带有EMC电磁兼容滤波器如利德华福技术的HA系列开关电源将其FG端子接大地或接用户机壳方能满足上述电磁兼容的要求开关电源在设计中必须具有过流过热短路等保护功能故在设计时应首选保护功能齐备的开关电源模块并且其保护电路的技术参数应与用电设备的工作特性相匹配以避免损坏用电设备或开关电源L接220v交流火线
N接220v交流零线
G直流输出的地
+5v输出+5V点的端口
ADJ是在一定范围内调输出电压的开关电源上输出的额定电压本来出厂时是固定的也就是标称额定输出电压设置此电位器可以让用户根据实际使用情况在一个较小的范围内调节输出电压一般情况下是不需要调整它的1修理开关电源时首先用万用表检测各功率部件是否击穿短路如电源整流桥堆开关管高频大功率整流管抑制浪涌电流的大功率电阻是否烧断再检测各输出电压端口电阻是否异常上述部件如有损坏则需更换
2第一步完成后接通电源后还不能正常工作接着要检测功率因数模块PFC和脉宽调制组件PWM查阅相关资料熟悉PFC和PWM模块每个脚的功能及其模块正常工作的必备条件
3然后对于具有PFC电路的电源则需测量滤波电容两端电压是否为380VDC左右如有380VDC左右电压说明PFC模块工作正常接着检测PWM组件的工作状态测量其电源输入端VC 参考电压输出端VR 启动控制Vstart/Vcontrol端电压是否正常利用220VAC/220VAC隔离变压器给开关电源供电用示波器观测PWM模块CT端对地的波形是否为线性良好的锯齿波或三角形如TL494 CT端为锯齿波FA5310其CT端为三角波输出端V0的波形是否为有序的窄脉冲信号
4在开关电源维修实践中有许多开关电源采用UC38××系列8脚PWM组件大多数电源不能工作都是因为电源启动电阻损坏或芯片性能下降当R断路后无VCPWM组件无法工作需更换与原来功率阻值相同的电阻当PWM组件启动电流增加后可减小R值到PWM组件能正常工作为止在修一台GE DR电源时PWM模块为UC3843检测未发现其他异常在R220K上并接一个220K的电阻后PWM组件工作输出电压均正常有时候由于外围电路故障致使VR端5V电压为0VPWM组件也不工作在修柯达8900相机电源时遇到此情况把与VR端相连的外电路断开VR从0V变为5VPWM组件正常工作输出电压均正常
5当滤波电容上无380VDC左右电压时说明PFC电路没有正常工作PFC模块关键检测脚为电源输入脚VC启动脚Vstart/controlCT和RT脚及V0脚修理一台富士3000相机时测试一板上滤波电容上无380VDC电压VCVstart/control,CT和RT波形以及V0波形均正常测量场效应功率开关管G极无V0 波形由于FA5331PFC为贴片元件机器用久后出现V0端与板之间虚焊V0信号没有送到场效应管G极将V0端与板上焊点焊好用万用表测量滤波电容有380VDC电压当Vstart/control 端为低电平时PFC亦不能工作则要检测其端点与外围相连的有关电路
总之开关电源电路有易有难功率有大有小输出电压多种多样只要抓住其核心的东西即充分熟悉开关电源的基本结构以及PFC及PWM模块的特性它们工作的基本条件按照上述步骤和方法多动手进行开关电源的维修就能迅速地排除开关电源故障达到事半功倍的效果开关电源的维修可分为两步进行
断电情况下看闻问量
看打开电源的外壳检查保险丝是否熔断再观察电源的内部情况如果发现电源的PCB板上有烧焦处或元件破裂则应重点检查此处元件及相关电路元件资产管理
闻闻一下电源内部是否有糊味检查是否有烧焦的元器件
问问一下电源损坏的经过是否对电源进行违规操作
量没通电前用万用表量一下高压电容两端的电压先如果是开关电源不起振或开关管开路引起的故障则大多数情况下高压滤波电容两端的电压未泄放悼此电压有300多伏需小心用万用表测量AC电源线两端的正反向电阻及电容器充电情况电阻值不应过低否则电源内部可能存在短路电容器应能充放电脱开负载分别测量各组输出端的对地电阻正常时表针应有电容器充放电摆动最后指示的应为该路的泄放电阻的阻值
通电后观察电源是否有烧保险及个别元件冒烟等现象若有要及时切断供电进行检修
测量高压滤波电容两端有无300伏输出若无应重点查整流二极管滤波电容等
测量高频变压器次级线圈有无输出若无应重点查开关管是否损坏是否起振保护电路是否动作等若有则应重点检查各输出侧的整流二极管滤波电容三通稳压管等
如果电源启动一下就停止则该电源处于保护状态下可直接测量PWM芯片保护输入脚的电压如果电压超出规定值则说明电源处于保护状态下应重点检查产生保护的原因1选择开关电源时应注意事项
1选用合适的输入电压规格
2选择合适的功率为了使电源的寿命增长可选用多30%输出功率额定的机种
3考虑负载特性如果负载是马达灯泡或电容性负载当开机瞬间时电流较大应选用合适电源以免过载如果负载是马达时应考虑停机时电压倒灌
4此外尚需考虑电源的工作环境温度及有无额外的辅助散热设备在过高的环温电源需减额输出环温对输出功率的减额曲线
5根据应用所需选择各项功能
保护功能过电压保护OVP过温度保护OTP过负载保护OLP等
应用功能信号功能供电正常供电失效遥控功能遥测功能并联功能等
特殊功能功因矫正PFC不断电UPS
6选择所需符合的安规及电磁兼容EMC认证
2使用开关电源之注意事项
1使用电源前先确定输入输出电压规格与所用电源的标称值是否相符
2通电之前检查输入输出的引线是否连接正确以免损坏用户设备
3检查安装是否牢固安装螺丝与电源板器件有无接触测量外壳与输入输出的绝缘电阻以免触电
4为保证使用的安全性和减少干扰请确保接地端可靠接地
5多路输出的电源一般分主辅输出主输出特性优于辅输出一般情况下输出电流大的为主输出为保证输出负载调整率和输出动态等指标一般要求每路至少带10%的负载若用辅路不用主路主路一定加适当的假负载具体参见相应型号的规格书
6请注意:电源频繁开关将会影响其寿命
7工作环境及带载程度也会影响其寿命[1]保险丝熔断
一般情况下保险丝熔断说明电源的内部线路有问题由于电源工作在高电压大电流的状态下电网电压的波动浪涌都会引起电源内电流瞬间增大而使保险丝熔断重点应检查电源输入端的整流二极管高压滤波电解电容逆变功率开关管等检查一下这此元器件有无击穿开路损坏等如果确实是保险丝熔断应该首先查看电路板上的各个元件看这些元件的外表有没有被烧糊有没有电解液溢出如果没有发现上述情况则用万用表测量开关管有无击穿短路需要特别注意的是切不可在查出某元件损坏时更换后直接开机这样很有可能由于其它高压元件仍有故障又将更换的元件损坏一定要对上述电路的所有高压元件进行全面检查测量后才能彻底排除保险丝熔断的故障
无直流电压输出或电压输出不稳定
如果保险丝是完好的在有负载情况下各级直流电压无输出这种情况主要是以下原因造成的电源中出现开路短路现象过压过流保护电路出现故障辅助电源故障振荡电路没有工作电源负载过重高频整流滤波电路中整流二极管被击穿滤波电容漏电等在用万用表测量次级元件排除了高频整流二极管击穿负载短路的情况后如果这时输出为零则可以肯定是电源的控制电路出了故障若有部分电压输出说明前级电路工作正常故障出在高频整流滤波电路中高频滤波电路主要由整流二极管及低压滤波电容组成直流电压输出其中整流二极管击穿会使该电路无电压输出滤波电容漏电会造成输出电压不稳等故障用万用表静态测量对应元件即可检查出其损坏的元件
电源负载能力差
电源负载能力差是一个常见的故障一般都是出现在老式或工作时间长的电源中主要原因是各元器件老化开关管的工作不稳定没有及时进行散热等应重点检查稳压二极管是否发热漏电整流二极管损坏高压滤波电容损坏等
新手上路我有疑问投诉建议参考资料 查看【请教】如何在一已带电的平行极板上叠加方波信号？==
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【请教】如何在一已带电的平行极板上叠加方波信号？
用户名：mthomson
注册时间： 1:14:00
【请教】如何在一已带电的平行极板上叠加方波信号？
一平行极板两端已带电，电压范围为0-500V，工作时一般在200V左右（有些情况要达到400V），假设就带200V电压。现在我要在极板间叠加一个-50和+50的方波信号，也就是要使极板在150V和250V两者跳变，请教一下各位大侠，可以用怎样的解决？能否给个电路图。要求：方波跳变迅速，波形号，响应快，电压符合要求（电压有点大）。不甚感激！看过一个类似的帖子，说用加法器可以实现，不过那个电压只有5V，我这个电压有点大，没问题吗？可以推荐下用哪种运放可以承受这么大的电压
用户名：chunyang
注册时间： 1:18:00
简单方法可以加高压电容耦合，也可能可以在给极板充电的电路上加，但得看具体电路。
用户名：mthomson
注册时间： 1:22:00
2# chunyang 很简单的一对平行极板，上面有200V的电压。现在有另外+-50V电压的方波，怎么使两者叠加，希望详细解释一下，电路新手，望谅解！
用户名：chunyang
注册时间： 1:26:00
在信号源上串电容耦合，不过如果负载较重还是在原电路上改可能比较合适。
用户名：chunyang
注册时间： 2:14:00
图要上传到本站才可见，QQ空间不能外链。
用户名：mthomson
注册时间： 2:25:00
6# chunyang 怎么上传到本站
用户名：chunyang
注册时间： 2:27:00
在回帖栏中点击高级回复，然后用“添加附件”或“批量上传”贴图。
用户名：chunyang
注册时间： 2:47:00
晕，你这个电路没有意义啊，无法看到给极板供电的电路情况。
用户名：mthomson
注册时间： 2:55:00
本帖最后由 mthomson 于
02:58 编辑
10# chunyang 因为是改造已有的仪器，里面只有电路板和一堆线，无法知道具体电路，只知道方波的电路。可否通过加法器？谢谢你的之前的解答
用户名：chunyang
注册时间： 3:04:00
想取得好的叠加效果，最好在原电路上改造（当然也可能无法改造），否则只能用电容耦合法，驱动能力够不够要看你的负载情况。加法器是不能用的，没有耐压那么高的加法器。
用户名：mthomson
注册时间： 3:28:00
12# chunyang 怎样个电容耦合法（能具体解释下吗？我只知道前后两级放大电路可以用电容耦合，还有电容耦合的隔直作用，那个平行极板原先的电压是直流电压来的。其他的电容耦合作用就不懂了）。还有关于加法器，还是存在满足耐压值的运放的，如PA240、PA85、PA88、AD629等。
用户名：chunyang
注册时间： 3:45:00
电容耦合就是将信号源的输出接个电容然后接到极板上，电容容量跟信号的频率有关。如果极板上的200V电压是恒定的且无需多大功率，那么另外设计电路实现同样功能更好，关键是要弄清楚原设备的功能和电气参数。
用户名：chunyang
注册时间： 3:49:00
使用加法器需要工作电压在250V以上的型号，有也非常昂贵难购。
用户名：chunyang
注册时间： 3:50:00
另外使用加法器也等于是重做了原电路，不如采用调制高压源的办法重新设计。
用户名：maychang
注册时间： 8:19:00
此图如果提供2kV直流电压的电源是理想电压源，那么两极板上是无法以并联方式施加交流电压的，任何交流电压都将被2kV理想电压源短路掉。只能将交流信号与2kV直流电压串联的方式施加在两极板上，这将牵涉到共地等等一系列问题。所以chunyang在12楼说“最好在原电路上改造”。
仅凭楼主提供的这少量信息，不足以提供13楼想要的“详细解释”。
用户名：mthomson
注册时间： 10:23:00
17# maychang 关键目前不知道原电路，请问有何方法可以实现在板上叠加方波信号？
用户名：mthomson
注册时间： 10:35:00
14# chunyang 耦合电容是接在方波输出电路还200V的电路？然后两者是并联到极板还是串联到极板？
用户名：maychang
注册时间： 10:47:00
无论是采取方波信号与原直流电源并联方式还是串联方式，都必须对原电路进行改造。
采用并联方式，必须在原直流电源输出端串联足够大的电阻，交流方波信号源输出端串联足够大的电容。
采用串联方式，必须将原直流电源输出端断开，将方波信号串联进去。
用户名：mthomson
注册时间： 11:02:00
20# maychang 串联就那么简单？&&并联的电阻和电容的选择要遵循什么来选？
用户名：maychang
注册时间： 11:21:00
我好像没有说“并联电阻”吧？也没有说“并联电容”。
用户名：mthomson
注册时间： 12:02:00
22# maychang
我说的是并联接入时选用的电阻和电容依据什么选？
用户名：maychang
注册时间： 12:20:00
交流方波源并联接入该平行板，串联于直流电源输出端的电阻需要满足：
1、该平行板在直流电源上电下电或变化时满足充放电时间要求，不能太大；
2、满足方波信号源输出负载能力要求，不能太小。
串联于方波信号源输出端的电容需要满足：
1、耐压大于直流电压加上方波峰值，并留有足够余量；
2、在方波频率上容抗可以忽略。
用户名：原野之狼
注册时间： 15:57:00
画一个有：
1、两个电容
2、两个电源
3、一个电阻
的简单电路模型就能够理解chunyang和张老师所说的意思，基本原理还是很简单的，不过LZ一直没有把原电路的电气模型描述出来，所以二位大侠无法给出进一步的意见。
用户名：chunyang
注册时间： 18:08:00
楼主甚至都没有说清楚这是个什么设备，什么用途等，前提不同了，手段就会大相径庭。
用户名：mthomson
注册时间： 18:49:00
26# chunyang 密立根油滴仪，要在极板间加上调制电场，也就是方波信号。
用户名：maychang
注册时间： 19:05:00
密立根当年做油滴实验，可没有加方波调制。
用户名：mthomson
注册时间： 19:35:00
28# maychang 在想办法改进，要用到方波调制
用户名：maychang
注册时间： 20:17:00
严格意义上的纯粹方波不存在，只能是近似梯形的波形。不过这与你的电路无关，是方波信号源的问题。
我也想不出来加调制有什么优点。
不过，在200V直流输出上串联加入50V方波，实在不是什么困难的事情。密立根实验的平行板电容量也不大，你的调制电源功率(无功功率)也就不必太大。串上就是了。
估计你的方波电源还没有做出来。如果方波电源还没有做，只要该方波电源使用独立的直流电源供电，就容易做。
好像是物理系研究生题目。
用户名：mthomson
注册时间： 20:30:00
30# maychang 我方波信号源是打算另外接电源的。就是直接先做出一个产生方波的电路，顺便问下：用555可以产生50V的方波出来吗？还有串联时有个问题：200V的电路和产生方波的电路之间会不会互相干扰？毕竟不像是2节干电池之间的串联。（本人现在大二，第一次做电路，所以遇到N多问题，理论和实践需要时间来融合，先谢过各位耐心为我解答的大虾！）
用户名：maychang
注册时间： 20:59:00
555可以产生方波，但占空比并非准确的50%，也做不到幅度50V(峰峰值100V)。要调整占空比，稍有一点麻烦，且频率占空比等等不是很稳定。有很多更好的方法，成本也不比使用555高很多。
“200V的电路和产生方波的电路之间会不会互相干扰？”
相互影响是有的，不过问题不大，比较容易避免。
用户名：lishuo915
注册时间： 21:03:00
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用户名：mthomson
注册时间： 21:05:00
[quote]31楼：
“有很多更好的方法，成本也不比使用555高很多。”比如……
“不过问题不大，比较容易避免。”有什么可以避免的措施？
用户名：ocon
注册时间： 23:27:00
用一根导线把方波电源和高压电源的输出直接串联，就这么简单。
用户名：maychang
注册时间： 23:41:00
产生方波，用单片机比较方便，主要是调整频率和占空比方便。当然，若对单片机不熟悉，可能需要别人写软件，不过这样的软件对懂单片机的人来说是小菜一碟。用单片机还可以加上小键盘控制频率、占空比等等，也容易加上数字显示频率幅度占空比等等。
你的电源是直流电源，只要该直流电源允许稍微流过反向电流即可。直流电源输出端一般总是并联了比较大的电容，这个电容就已经足够了。你的方波信号源最好是单端输出而不是桥式输出，方波信号源的“地”端接直流电源输出端。这样即可避免两个电源(直流和方波)的“地”之间的干扰。
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